Una nuova ricerca, pubblicata su Nature e condotta dall’Università del Massachusetts Amherst, ha appena risposto a una delle domande fondamentali sul nostro universo: perché alcune delle galassie più antiche e massicce sono diventate quiescenti all’inizio della loro formazione? La risposta ora la sappiamo, ed è semplicemente perché hanno finito il gas freddo.
Le galassie più massicce si sono formate subito dopo il Big Bang
“Le galassie più massicce del nostro universo si sono formate incredibilmente presto, subito dopo il Big Bang, 14 miliardi di anni fa“, afferma Kate Whitaker, professoressa di astronomia presso UMass Amherst. “Ma per qualche motivo non stanno più formando nuove stelle” dice. La formazione stellare è uno dei modi principali in cui le galassie crescono, e si dice che diventano quiescenti quando smettono di formare stelle. Gli astronomi sapevano che queste prime e massicce galassie erano diventate quiescenti, ma fino ad ora nessuno sapeva perché.
Per trovare la risposta, il team di Whitaker, che include Alexandra Pope, professoressa associata di astronomia, e Christina C. Williams, che ha ricevuto il suo dottorato di ricerca in astronomia a UMass, ha ideato un innovativo abbinamento di telescopi. Il team ha usato il telescopio spaziale Hubble, che vede la luce dall’ultravioletto al vicino infrarosso, inclusa la luce che possiamo vedere con i nostri occhi, per rilevare queste galassie lontane, che sono così lontane che solo ora riusciamo a vedere la luce che hanno emesso da 10 a 12 miliardi di anni fa, quando l’universo era agli inizi. Per questo motivo, la squadra di Whitaker sta esaminando il passato profondo.
Queste galassie dovrebbero apparire giovani e vigorose, con prove di una costante formazione stellare, ma non lo fanno. Il team di Whitaker ha combinato le immagini di Hubble con letture straordinariamente sensibili di ALMA , l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, che rileva le radiazioni invisibili a occhio nudo.
ALMA ha permesso al team di Whitaker di cercare piccole quantità di gas freddo, la principale fonte di energia che alimenta la nuova formazione stellare. “C’era un copioso gas freddo nell’universo primordiale, quindi queste galassie, risalenti a 12 miliardi di anni fa, dovrebbero averne ancora in abbondanza nel serbatoio del carburante”. Invece, Whitaker e il suo team hanno trovato solo tracce di gas freddo situate al centro di ciascuna galassia. Ciò significa che, nei primi miliardi di anni di esistenza dell’universo, queste galassie hanno bruciato le loro riserve di energia o le hanno espulse e, inoltre, qualcosa potrebbe aver bloccato fisicamente il rifornimento di gas freddo di ciascuna galassia.
Nel loro insieme, la ricerca ci aiuta a riscrivere la storia antica dell’universo in modo da poter avere un’idea più chiara di come si evolvono le galassie. Il prossimo passo del team è capire quanto è compatto il gas rimanente in queste galassie quiescenti e perché esiste solo nel centro delle galassie.